(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造を形成するための方法であって、
基板の表面にわたって少なくとも１つの特徴部を形成するステップと、
前記少なくとも１つの特徴部の上に窒化炭化ケイ素層を形成するステップと、
前記窒化炭化ケイ素層を酸窒化ケイ素層へと酸化するステップと、
前記少なくとも１つの特徴部の少なくとも１つの側壁上の前記酸窒化ケイ素層の第１の部分を第１の速度で取り除き、前記少なくとも１つの特徴部の底部領域に隣接する前記基板の上の前記酸窒化ケイ素層の第２の部分を第２の速度で取り除くステップであって、前記第１の速度が前記第２の速度よりも大きく、前記第１の速度が水平方向の速度であり、前記第２の速度が垂直方向の速度であり、前記取り除きには、少なくとも１つのフッ素含有前駆体及び少なくとも１つの水素含有前駆体が用いられるステップと、
前記酸窒化ケイ素層の上に誘電体層を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの特徴部を形成する前記ステップが、少なくとも１つのトランジスタゲートを形成する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板内に前記少なくとも１つのトランジスタゲートに隣接して少なくとも１つのコンタクト領域を形成するステップと、
前記少なくとも１つのトランジスタゲートの少なくとも１つの側壁上に、少なくとも１つの誘電体スペーサを形成するステップと、
をさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記酸窒化ケイ素層の前記第１の部分および前記第２の部分を取り除く前記ステップが、前記少なくとも１つの特徴部の上の前記酸窒化ケイ素層の第３の部分を第３の速度で取り除く工程であって、前記第２の速度に対する前記第３の速度の比が２：１以上である工程をさらに含み、
前記第３の速度が垂直方向の速度である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記酸窒化ケイ素層の前記部分を取り除く前記ステップが、
フッ素含有プラズマを生成する工程と、
前記フッ素含有プラズマを、前記酸窒化ケイ素層の前記第１の部分および前記第２の部分と相互作用させて、副生成物を生成する工程と、
前記副生成物を熱処理して、前記酸窒化ケイ素層の前記部分を取り除く工程と、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フッ素含有プラズマを生成する前記工程が、三フッ化物（ＮＦ３）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、フルオロメタン（ＣＨ３Ｆ）、
ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、オクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）およびヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）からなる群から選択される前駆体を使用する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記フッ素含有プラズマを、前記酸窒化ケイ素層の前記部分と相互作用させる前記工程が、−１００℃〜１，０００℃の温度を有するペデスタル上に前記基板を配置する工程を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記副生成物を熱処理する前記工程が、前記副生成物を昇華させる工程を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記副生成物を熱処理する前記工程が、−５０℃〜１，０００℃のプロセス温度を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板を持ち上げてシャワーヘッドに近づけるステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
トランジスタを形成するための方法であって、
基板の上に少なくとも１つのトランジスタゲートを形成するステップと、
前記少なくとも１つのトランジスタゲートの側壁上に、少なくとも１つの誘電体スペーサを形成するステップと、
前記基板内に前記トランジスタゲートに隣接して少なくとも１つのコンタクト領域を形成するステップと、
前記少なくとも１つのトランジスタゲートの上に窒化炭化ケイ素層を形成するステップと、
前記窒化炭化ケイ素層を酸窒化ケイ素層へと酸化するステップと、
前記少なくとも１つのトランジスタゲートの少なくとも１つの側壁上の前記酸窒化ケイ素層の第１の部分を第１の速度で取り除き、前記少なくとも１つのトランジスタゲートの底部領域に隣接する前記基板の上の前記酸窒化ケイ素層の第２の部分を第２の速度で取り除くステップであって、前記第１の速度が前記第２の速度よりも大きく、前記第１の速度が水平方向の速度であり、前記第２の速度が垂直方向の速度であり、前記取り除きには、少なくとも１つのフッ素含有前駆体及び少なくとも１つの水素含有前駆体が用いられるステップと、
前記酸窒化ケイ素層の上に誘電体層を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記酸窒化ケイ素層の前記第１の部分および前記第２の部分を取り除く前記ステップが、
フッ素含有プラズマを生成する工程と、
前記フッ素含有プラズマを、前記酸窒化ケイ素層の前記第１の部分および前記第２の部分と相互作用させて、副生成物を生成する工程と、
前記副生成物を熱処理して、前記酸窒化ケイ素層の前記第１の部分および前記第２の部分を取り除く工程と、
を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フッ素含有プラズマを生成する前記工程が、三フッ化物（ＮＦ３）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、フルオロメタン（ＣＨ３Ｆ）、
ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、オクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）およびヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）からなる群から選択される前駆体を使用する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フッ素含有プラズマを、前記酸窒化ケイ素層の前記部分と相互作用させる前記工程が、−１００℃〜１，０００℃の温度を有するペデスタル上に前記基板を配置する工程を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記副生成物を熱処理する前記工程が、前記副生成物を昇華させる工程を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記副生成物を熱処理する前記工程が、−５０℃〜１，０００℃のプロセス温度を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板を持ち上げてシャワーヘッドに近づけるステップをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、２００６年５月３０日に出願された“ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＧＡＰＦＩＬＬ”と題する、同一出願人によるＬｕｂｏｍｉｒｓｋｙらの米国仮特許出願第６０／８０３，４９９号と関連している。本出願は、２００２年５月１４日に発行された“ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＲＥＭＯＴＥ  ＰＬＡＳＭＡ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＷＩＴＨ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ”と題する、同一出願人によるＪａｎａｋｉｒａｍａｎらの米国特許第６，３８７，２０７号と関連している。本出願は、２００４年１２月１４日に発行された“ＢＬＯＣＫＥＲ  ＰＬＡＴＥ  ＢＹ−ＰＡＳＳ  ＦＯＲ  ＲＥＭＯＴＥ  ＰＬＡＳＭＡ  ＣＬＥＡＮ”と題する、同一出願人によるＪａｎａｋｉｒａｍａｎらの米国特許第６，８３０，６２４号と関連している。本出願はまた、「ＣＶＤ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ」と題する、同一出願人によるＺｈａｏらの米国特許第５，５５８，７１７号とも関連している。関連出願は共に、その内容全体が参照によりあらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]半導体デバイスの幾何学的形状は、数十年前のそれら形状の導入以来、寸法が劇的に減少している。最新の半導体製造デバイスは、特徴部寸法（ｆｅａｔｕｒｅ  ｓｉｚｅ）が２５０ｎｍ、１８０ｎｍおよび６５ｎｍであるデバイスを日常的に生産し、また新たな機器が開発され実施されて、さらに小さい形状のデバイスが作製される。しかしながら、寸法が小さくなることは、デバイス要素（ｄｅｖｉｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が互いにより近接して機能しなくてはならないことを意味し、これにより、クロストークおよび寄生容量を含めた電気的干渉の可能性が増大することがある。
【０００３】
[0003]電気的干渉の程度を低減するために、誘電体絶縁材料を使用して、ギャップ、トレンチ、ならびにデバイス要素間、金属線間および他のデバイス特徴部（ｄｅｖｉｃｅ  ｆｅａｔｕｒｅ）間の他の空間を充填する。誘電体材料は、デバイス特徴部間の空間に形成しやすいかどうか、またｌｏｗ−ｋ（すなわち「ｋ値」）を有するかどうかで選択される。クロストークおよびＲＣ時間遅延を最小限に抑える際、またデバイスの全消費電力を低減する際には、ｋ値がより低い誘電体がより優れている。従来の誘電体材料には、従来のＣＶＤ技法により堆積させた場合平均のｋ値が４．０〜４．２である酸化ケイ素が含まれる。
【０００４】
[0004]半導体デバイスの形成時には、様々な用途におけるバリアまたはエッチストップ層として窒化ケイ素誘電体膜が使用されている。窒化ケイ素誘電体膜のエッチング速度は、ｌｏｗ−ｋ誘電体材料などの酸化ケイ素のエッチング速度とは異なる。窒化ケイ素誘電体膜は、その下に位置するトランジスタゲートなどの構造に所望の保護を提供することができる。
【０００５】
[0005]しかしながら、分離された高密度デバイスを有するウエハ全体にわたって形成される窒化ケイ素誘電体膜の厚さ不均一性は望ましくないことがある。さらに、ステップ高プロファイル（ｓｔｅｐ−ｈｅｉｇｈｔ  ｐｒｏｆｉｌｅ）の底面、側壁および上面に形成された窒化ケイ素誘電体膜の厚さもまた、後に続くｌｏｗ−ｋ誘電体材料のギャップ充填効果（ｇａｐ−ｆｉｌｌｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）に悪影響を及ぼすことがある。この状況は、半導体デバイスの幾何学的形状が縮小されるとさらに悪化する。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]例示的な一実施形態によれば、構造を形成するための方法が、基板の表面にわたって少なくとも１つの特徴部を形成するステップを含む。少なくとも１つの特徴部の上には窒素含有誘電体層を形成する。少なくとも１つの特徴部の少なくとも１つの側壁上の窒素含有層の第１の部分を、第１の速度で取り除き、また少なくとも１つの特徴部の底部領域に隣接する基板の上の窒素含有層の第２の部分を、第２の速度で取り除く。第１の速度は第２の速度よりも大きい。窒素含有誘電体層の上には誘電体層を形成する。
【０００７】
[0007]別の例示的な一実施形態によれば、トランジスタを形成するための方法が、基板の上に少なくとも１つのトランジスタゲートを形成するステップを含む。少なくとも１つのトランジスタゲートの側壁上には少なくとも１つの誘電体スペーサを形成する。基板内にトランジスタゲートに隣接して少なくとも１つのコンタクト領域を形成する。少なくとも１つのトランジスタゲートの上には、窒素含有誘電体層を形成する。少なくとも１つのトランジスタゲートの少なくとも１つの側壁上の窒素含有層の第１の部分を、第１の速度で取り除き、また少なくとも１つのトランジスタゲートの底部領域に隣接する基板の上の窒素含有層の第２の部分を、第２の速度で取り除く。第１の速度は第２の速度よりも大きい。窒素含有層の上に誘電体層を形成する。
【０００８】
[0008]代替実施形態によれば、構造を形成するための方法が、基板の表面にわたって少なくとも１つの特徴部を形成するステップを含む。少なくとも１つの特徴部の上には第１の誘電体層を形成する。第１の誘電体層の上に第２の誘電体層を形成する。少なくとも１つの特徴部の少なくとも１つの側壁上の第２の誘電体層の第１の部分を、第１の速度で取り除き、また少なくとも１つの特徴部の底部領域に隣接する基板の上の第２の誘電体層の第２の部分を、第２の速度で取り除く。第１の速度は第２の速度よりも大きい。エッチングした第２の誘電体層の上には第３の誘電体層を形成する。
【０００９】
[0009]他の例示的な実施形態によれば、装置がチャンバを含む。基板にわたって形成された少なくとも１つの特徴部の上に形成された窒素含有層を有する基板を支持するために、ペデスタルをチャンバ内に構成する。チャンバ内でペデスタルの上にシャワーヘッドを構成する。フッ素イオンおよび水素イオンを含むプラズマを生成するように構成されたプラズマ発生器を、チャンバに結合する。このプラズマは、少なくとも１つの特徴部の少なくとも１つの側壁上の窒素含有層の第１の部分を第１の速度で取り除き、また少なくとも１つの特徴部の底部領域に隣接する基板の上の窒素含有層の第２の部分を第２の速度で取り除くようにチャンバ内で提供され、第１の速度は第２の速度よりも大きい。
【００１０】
[0010]追加の実施形態および特徴が、一部は以下の説明に記載されており、一部は本明細書を調査すると当業者には明らかとなる、または本発明の実施により習得することができる。本発明の特徴および利点は、本明細書に記載されている手段、組合せおよび方法によって実現し達成することができる。
【００１１】
[0011]本発明の本質および利点のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによって実現することができる。図中、類似の構成要素について言及するためにいくつかの図を通して同様の参照番号を使用する。一部の例においては、複数の類似の構成要素のうちの１つを示すためにサブラベル（ｓｕｂｌａｂｅｌ）が参照番号に付随しハイフンに続く。既存のサブレベルについて詳述することなく参照番号について言及する場合、このような複数の類似の構成要素をすべて指すものとする。
【本発明の詳細な説明】
【００１２】
[0019]基板の表面にわたって形成される少なくとも１つの特徴部、たとえば、トランジスタゲートの上に少なくとも１つの誘電体層を形成するためのシステムおよび方法について説明する。この誘電体層にはエッチングプロセスを施す。エッチングプロセスは、望ましくはアスペクト比ギャップおよび／またはトレンチ（たとえば、約５：１以上のアスペクト比）を低減することができる。その後、アスペクト比ギャップおよび／またはトレンチを誘電体材料で実質的にギャップまたはシームなしに充填することができるように、エッチングした誘電体層の上に誘電体層を形成することができる。
【００１３】
[0020]本発明の方法は、基板の表面にわたって少なくとも１つの特徴部を形成するステップを含む。少なくとも１つの特徴部の上には、誘電体層を形成する。特徴部の隅部の周りの誘電体層の第１の部分を、第１の速度で取り除き、また少なくとも１つの特徴部の底部領域に隣接する基板の上の誘電体層の第２の部分を、第２の速度で取り除く。第１の速度は第２の速度よりも大きい。エッチングした誘電体層の上には誘電体層を形成する。
【００１４】
例示的なプロセス
[0021]図１Ａ〜図１Ｄは、２つのトランジスタゲート間に例示的な誘電体材料を充填するための例示的なプロセスを示す概略断面図である。
【００１５】
[0022]図１Ａを参照すると、基板１００の表面にわたって少なくとも１つの特徴部１０１を形成する。特徴部１０１は、たとえば、トランジスタ、トランジスタゲート、トレンチ、開口、ギャップ、導電線、またはアスペクト比を有する他の特徴部であってもよい。基板１００の上にはトランジスタ１０１を形成することができる。基板１００は、たとえば、シリコン基板、III−V化合物基板、シリコン／ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、エピ基板、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプディスプレイなどのディスプレイ基板、または発光ダイオード（ＬＥＤ）基板であってもよい。一部の実施形態においては、基板１００が半導体ウエハ（たとえば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ等のシリコンウエハ）であってもよい。
【００１６】
[0023]トランジスタ１０１はそれぞれ、基板１００の上に形成されるゲート誘電体層１０５を含むことができる。ゲート誘電体層１０５の上には、トランジスタゲート１０１を形成する。基板１００内にトランジスタゲート１１０に隣接してコンタクト領域１２０、たとえば、ソース／ドレイン領域を形成する。ゲート誘電体層１０５は、たとえば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、高ｋ材料、たとえば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯＮ）、ケイ酸ハフニウム（ＨｆＳｉＯ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸窒化ジルコニウム（ＺｒＯＮ）、ケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）他の誘電体材料、またはこれらの様々な組合せで作製することができる。ゲート誘電体層１０５は、たとえば、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、ゲート誘電体材料層を形成するために適合される他の半導体プロセス、またはこれらの様々な組合せによって形成することができる。
【００１７】
[0024]トランジスタゲート１１０は、たとえば、ポリシリコン、非晶質シリコン、金属材料、たとえば、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ａｌ、金属窒化物、ＲｕＯ２やＩｒＯ２などの金属酸化物、ＭｏＮ、ＷＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＴａＡｌＮなどの金属窒化物、ＣｏＳｉ２やＮｉＳｉなどのゲートシリサイド、トランジスタゲートに使用するために適合される他の金属材料、またはこれらの様々な組合せで作製することができる。一部の実施形態においては、トランジスタゲート１１０を、ＣＶＤプロセス、ＰＶＤプロセス、電気化学めっきプロセス、無電解めっきプロセスまたはこれらの様々な組合せによって形成することができる。
【００１８】
[0025]コンタクト領域１２０は、基板１００内に形成する。コンタクト領域１２０は、リンやヒ素などのｎ型ドーパントまたはホウ素などのｐ型ドーパントを有することができる。コンタクト領域１２０は、少なくとも１つの注入プロセスによって形成することができる。一部の実施形態において、コンタクト領域１２０は、少なくとも１つの低濃度ドープドレイン（ＬＤＤ）を含むことができる。
【００１９】
[0026]図１Ａを参照すると、トランジスタゲート１１０の側壁上に、酸化物層１１３、窒化物層１１５、酸化物層１１７など、少なくとも１つの誘電体層が形成されている。酸化物層１１３、窒化物層１１５および酸化物層１１７は、トランジスタゲート１１０を保護するように、および／またはコンタクト領域１２０を形成するために基板１００にイオンを注入するためのマスクとして働くように構成することができる。一部の実施形態においては、酸化物層１１３、窒化物層１１５および酸化物層１１７を、たとえば、ＣＶＤプロセスによって形成することができる。多層スペーサは単に例示的な実施形態であることに留意されたい。単層誘電体スペーサを他の実施形態で使用することができる。
【００２０】
[0027]一部の実施形態において、トランジスタゲート１１０は、約３５ナノメートル（ｎｍ）の幅および約１００ｎｍの高さを有する。トランジスタゲート１１０間の空間は、約１８０ｎｍでもよい。酸化物層１１３、窒化物層１１５および酸化物層１１７のすそ幅は、約３５ｎｍでもよい。トランジスタ１０１の他の寸法を使用して所望のトランジスタを実現することができることに留意されたい。本出願の範囲はこれらに限定されない。
【００２１】
[0028]図１Ｂにおいて、トランジスタ１０１の上に、誘電体層１２５など少なくとも１つの誘電体層を形成することができる。誘電体層１２５は、たとえば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）層、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）層、窒化炭化ケイ素（ＳｉＣＮ）層、酸化ケイ素層、酸化炭化ケイ素層、炭化ケイ素層、窒化ホウ化ケイ素層、窒化ホウ素層、他の誘電体層、またはこれらの様々な組合せでもよい。
【００２２】
[0029]窒素含有誘電体層を形成する一部の実施形態において、誘電体層１２５は、シラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）などのシリコン含有前駆体と、窒素（Ｎ２）やアンモニア（ＮＨ３）などの窒素含有前駆体とから形成することができる。一部の実施形態において、誘電体層１２５は、アルコキシジシラン類、アルコキシ−アルキルジシラン類、アルコキシ−アセトキシジシラン類、ポリシラン類などのシリコン含有前駆体と、窒素やアンモニアなどの窒素含有前駆体とから形成することができる。たとえば、アルコキシジシラン類には、Ｓｉ２（ＥｔＯ）６エトキシジシラン類、Ｓｉ２（ＭｅＯ）６メトキシジシラン類、およびＳｉ６（ＭｅＯ）１２メトキシシクロヘキシルシラン類を含めることができ、式中、Ｅｔはエチル基（Ｃ２Ｈ６）を示し、Ｍｅはメチル基（ＣＨ３）を示す。一部の実施形態において、アルコキシ−アルキルジシラン類には、Ｓｉ２（ＥｔＯ）４（Ｍｅ）２テトラエトキシ−ジメチルジシラン類、Ｓｉ２（ＥｔＯ）４（Ｅｔ）２テトラエトキシ−ジエチルジシラン類、Ｓｉ２（ＥｔＯ）２（Ｍｅ）４ジエトキシ−テトラメチルジシラン類、Ｓｉ２（ＭｅＯ）４（Ｍｅ）２テトラメトキシ−ジメチルジシラン類、Ｓｉ４Ｏ２（Ｍｅ）８メチルシクロヘキシルシロキサン類、Ｓｉ６（ＭｅＯ）６（Ｍｅ）６メトキシ−メチルシクロヘキシルシラン類、Ｓｉ４Ｏ２（Ｈ２）４ヒドロ−シクロヘキシルシロキサン類を含めることができる。一部の実施形態において、アルコキシ−アセトキシジシラン類には、Ｓｉ２（ＡｃＯ）６アセトキシジシラン類、Ｓｉ２（Ｍｅ）４（ＡｃＯ）２テトラメチル−ジアセトキシジシラン類およびＳｉ２（Ｍｅ）２（ＡｃＯ）４ジメチル−テトラアセトキシジシラン類を含めることができ、式中、Ａｃはアセチル基を示す。一部の実施形態において、ポリシラン類には、シクロペンチルシラン類または他の置換基が含まれる。
【００２３】
[0030]図１Ｂを参照すると、誘電体層１２５は、トランジスタ１０１の隅部１２６の周りにピンチオフおよび／または負の断面を有することができることがわかる。厚い誘電体層１２５を形成した場合、誘電体層１２５のピンチオフおよび／または負の断面により、トランジスタ１０１間にボイドまたはシームが生じることがある。一部の実施形態において、トランジスタゲート１１０上の誘電体層１２５の厚さ「ａ」は、基板１００上のトランジスタ１０１の底部領域に隣接する誘電体層１２５の厚さ「ｂ」よりも大きい。さらに他の実施形態においては、誘電体層１２５の厚さ「ｂ」は、トランジスタ１０１の側壁上の誘電体層１２５の厚さ「ｃ」よりも大きい。
【００２４】
[0031]図１Ｃを参照すると、エッチングプロセス１３０により、トランジスタ１０１の隅部１２６の周りの誘電体層１２５の第１の部分を第１のエッチング速度で、またトランジスタ１０１の底部領域１２７に隣接する誘電体層１２５の第２の部分を第２のエッチング速度で取り除くことができ、第１のエッチング速度は第２のエッチング速度よりも大きい。
【００２５】
[0032]誘電体層１２５、たとえば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）層の一部分を取り除く一部の実施形態において、エッチングプロセス１３０では、三フッ化窒素（ＮＦ３）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、フルオロメタン（ＣＨ３Ｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、オクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、他のフッ素含有前駆体、これらの様々な組合せなどのフッ素含有前駆体と、水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、アジ化水素酸（ＨＮ３）、他の水素含有前駆体、これらの様々な組合せなどの水素含有前駆体とを使用することができる。一部の実施形態において、エッチングプロセス１３０は、約１０立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）〜約５リットル毎分（ｓｌｍ）ガス流量、約１００ミリトール〜約２００トールのプロセス圧力、約５ワット〜約３，０００ワットの高周波（ＲＦ）電力、および約１００ｋＨｚ〜約６４ＭＨｚのＲＦを提供することができる。一部の実施形態において、ＲＦは約４００ｋＨｚ〜約１３．６７ＭＨｚでもよい。
【００２６】
[0033]一部の実施形態において、図２Ａのステップ２１０に記載されているようにプラズマを生成するための外部プラズマ発生器に、ＮＦ３、Ｈ２およびＨｅを提供する。ＮＦ３は約５０ｓｃｃｍの流量を有することができ、Ｈ２は約３００ｓｃｃｍの流量を有することができ、Ｈｅは約１００ｓｃｃｍの流量を有することができる。プロセス圧力は約３トールで、ＲＦ電力は約４０ワットである。一部の実施形態においては、プラズマを、エッチングプロセス１３０を行うために構成されたエッチングチャンバ内で生成することができる。プラズマは、以下に記載されている式のように生成することができる。
【００２７】
ＮＦ３＋Ｈ２→ＮＨｘＦｙ（またはＮＨｘＦｙ・ＨＦ）＋ＨＦ＋Ｆ
[0034]次いで、窒化ケイ素層の一部分をエッチングするためのエッチングチャンバに、プラズマを導入することができる。この遠隔生成プラズマは、窒化ケイ素と相互作用して、図２Ａのステップ２２０に記載されているように副生成物、たとえば（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を形成することができる。一部の実施形態において、基板１００は、−約１００℃〜約１，０００℃の温度を有するペデスタルの上に配置される。一部の実施形態において、ペデスタルは約３０℃の温度を有することができる。ペデスタルの温度は、望ましくはプラズマと窒化ケイ素との相互作用を高めることができる。一部の実施形態において、プラズマと窒化ケイ素との相互作用は、エッチングステップと称される。このエッチングプロセスは、下記式のように表すことができる。
【００２８】
ＮＨｘＦｙ・ＨＦ＋ＳｉＮ→（ＮＨ４）２ＳｉＦ６＋Ｎ２＋ＮＨ３
[0035]次いで、図２Ａのステップ２３０に記載されているように、副生成物、（ＮＨ４）２ＳｉＦ６に熱プロセスを施して副生成物を分解するおよび／または昇華させることができる。一部の実施形態においては、−約５０℃〜約１，０００℃のプロセス温度を提供するように動作可能であるシャワーヘッドに副生成物を近づけることによって、熱プロセスを行うことができる。一実施形態において、プロセス温度は約１８０℃である。他の実施形態においては、たとえば、オーブン、炉、急速加熱アニール（ＲＴＡ）装置、または他の熱装置によって、熱プロセスを行うことができる。副生成物の分解および／または昇華は、下記式のように表すことができる。
【００２９】
（ＮＨ４）２ＳｉＦ６→ＳｉＦ４＋ＮＨ３＋ＨＦ
[0036]図１Ｃを参照すると、誘電体層１２５のピンチオフおよび負の断面を実質的に除去することができる。約１，０００Åの厚さを有する誘電体層１２５を形成する一部の実施形態においては、エッチングプロセス１３０により厚さｂを約１４％、厚さｃを約５０％低減することができる。約６００Åの厚さを有する窒素誘電体層１２５を形成する他の実施形態においては、エッチングプロセス１３０により厚さｂを約１１％、厚さｃを約４０％低減することができる。エッチングプロセス１３０は、トランジスタ１０１の隅部１２６の周りの誘電体層１２５を、トランジスタ１０１の底部領域１２７に隣接する誘電体層１２５より速く取り除くことができるため、エッチングした誘電体層１２５ａ（図１Ｃに示してある）間のギャップのアスペクト比は、誘電体層１２５（図１Ｂに示してある）間のギャップのアスペクト比よりも小さい。
【００３０】
[0037]一部の実施形態において、エッチングプロセス１３０は、厚さａを厚さｂよりも速く取り除くことができる。厚さｂのエッチング速度に対する厚さａのエッチング速度の比は、約２：１以上でもよい。他の実施形態において、この比は約１０：１以上である。一部の実施形態において、エッチングプロセス１３０は、厚さｂとほぼ等しい速度で、または厚さｂよりも速く厚さを取り除くことができる。厚さｂのエッチング速度に対する厚さのエッチング速度の比は、約１：１以上でもよい。他の実施形態において、この比は約２：１以上である。
【００３１】
[0038]図１Ｄにおいて、エッチングした誘電体層１２５ａの上に誘電体層１３５が形成されている。誘電体層１３５は、たとえば、酸化物、窒化物、酸窒化物、ｌｏｗ−ｋ材料、超ｌｏｗ−ｋ材料、他の誘電体材料またはこれらの様々な組合せで形成することができる。誘電体層１３５は、たとえば、ＣＶＤプロセス、スピンコーティングプロセス、誘電体層を形成するために適合される他の方法、またはこれらの様々な組合せによって形成することができる。誘電体層１２５（図１Ｂに示してある）のピンチオフおよび負の断面は実質的に取り除かれるため、エッチングした誘電体層１２５ａ間のギャップ内に誘電体層１３５を望ましく充填することができる。
【００３２】
[0039]図１Ｄを参照すると、トランジスタ１０１はＰ型の金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）でもよい。窒素含有層などのエッチングした誘電体層１２５ａは、トランジスタゲート１１０を水平に押圧する圧縮層である。エッチングした誘電体層１２５ａは、トランジスタゲート１１０の下の基板２００内のトランジスタ１０１のチャネル領域に圧縮ひずみを誘起することができる。この圧縮ひずみは、チャネル内における正孔移動度を望ましく高めることができる。
【００３３】
[0040]厚さｂ’がＰＭＯＳＦＥＴの正孔移動度に影響を与えることがあることもわかっている。厚さｂ’の増大により、望ましくはＰＭＯＳＦＥＴの正孔移動度を高めることができる。エッチングプロセス１３０は、トランジスタ１０１の底部１２７に隣接する誘電体層１２５を実質的にはエッチングしなくてもよいため、エッチングした誘電体層１２５の残余の厚さｂ’により望ましくはＰＭＯＳＦＥＴの正孔移動度を高めることができる。一部の実施形態においては、エッチングした誘電体層１２５ａの厚さｂ’は約６００Å以上でもよい。したがって、厚さｂ’により望ましくはＰＭＯＳＦＥＴの正孔移動度を高めることができ、トランジスタ１０１間のアスペクト比も同様に下げることができる。
【００３４】
[0041]図１Ｅは、例示的なトランジスタの上に形成された例示的な誘電体構造の概略断面図である。図１Ｅでは、誘電体層１４０および誘電体層１４５をトランジスタ１０１の上に順次形成することができる。一部の実施形態においては、誘電体層１４０および１４５が異なる誘電体層である。他の実施形態においては、誘電体層１４０および１４５は、図１Ｂと併せて上で説明した誘電体層１２５と同様であってもよい。さらに他の実施形態においては、誘電体層１４０および１４５がＳｉＣ層／ＳｉＮ層、ＳｉＣＮ層／ＳｉＮ層、ＳｉＣＮ層／ＳｉＮ層、ＢＮ層／ＳｉＮ層またはこれらの様々な組合せである。
【００３５】
[0042]一部の実施形態においては、図１Ｃと併せて上で説明したエッチングプロセス１３０により、トランジスタゲート１１０の上面の上の誘電体層１４５の第１の部分を、トランジスタ１０１の底部領域１２７に隣接する誘電体層１４５の第２の部分よりも速く取り除くことができる。他の実施形態においては、エッチングプロセス１３０により、トランジスタ１０１の底部領域１２７に隣接する誘電体層を実質的には取り除くことなく、トランジスタゲート１１０の上面の上の誘電体層１４０の一部分も取り除くことができる。
【００３６】
[0043]誘電体層の数は上述の例示的な実施形態に限定されないことに留意されたい。エッチングされた構造の所望のアスペクト比を実現するために、トランジスタ１０１の上に３層以上の誘電体層を形成し、その後エッチングプロセス１３０を施すことができる。エッチングプロセス１３０は、誘電体層１４０および／または誘電体層１４５の一部分を取り除くための単一のステップまたは複数のステップを含むことができることに留意されたい。
【００３７】
[0044]図２Ｂは、窒化炭化ケイ素（ＳｉＣＮ）層の一部分をエッチングするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。一部の実施形態においては、誘電体層１２５が窒化炭化ケイ素層である。ＮＦ３／Ｈ２／Ｈｅ前駆体は、炭素の存在によりＳｉＣＮを望ましく取り除かないことがあるがことがわかっている。一部の実施形態においては、図２Ｂのステップ２４０に記載されているように、たとえば、堆積チャンバ内でＳｉＣＮ層を酸化することができる。このＳｉＣＮ層は、たとえば、酸素、オゾン、他の酸素含有ガスまたはこれらの様々な組合せによって酸化することができる。酸化後、ＳｉＣＮの炭素を望ましくはそこから取り除くことができ、またＳｉＣＮ層を実質的に酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）層へと酸化することができる。
【００３８】
[0045]再度図２Ｂを参照すると、ステップ２５０によりフッ素含有プラズマを生成することができる。一部の実施形態においては、ステップ２５０が、図２Ａと併せて上で説明したステップ２１０と同様であってもよい。他の実施形態においては、フッ素含有プラズマを生成するために、ステップ２５０ではＮＦ３／ＮＨ３の前駆体を使用することができる。さらに他の実施形態においては、フッ素含有プラズマを生成するために、ステップ２５０ではＮＦ３／Ｈ２／Ｈｅ前駆体およびＮＦ３／ＮＨ３前駆体を使用することができる。
【００３９】
[0046]再度図２Ｂを参照すると、ステップ２６０ではフッ素含有プラズマとＳｉＯＮ層の一部分とを相互作用させて副生成物を形成し、ステップ２７０ではこの副生成物を熱処理して、副生成物を分解するまたは昇華させる。一部の実施形態においては、ステップ２６０および２７０が、図２Ａと併せて上で説明したステップ２２０および２３０とそれぞれ類似している。
【００４０】
[0047]ステップ２７０の後、エッチングした誘電体層の上に誘電体層を形成することができる。この誘電体層およびこの誘電体層を形成するための方法は、図１Ｄと併せて上で説明した誘電体層および方法と同様であってもよい。
【００４１】
例示的な被膜堆積システム
[0048]誘電体層を堆積させることができる堆積システムには、いくつかあるタイプのシステムの中でも、高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰ−ＣＶＤ）システム、プラズマ促進化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システム、準大気圧化学気相堆積（ＳＡＣＶＤ）システム、熱化学気相堆積システムを含めることができる。本発明の実施形態を実施することができるＣＶＤシステムの具体例には、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣＥＮＴＵＲＡ  ＵＬＴＩＭＡ（商標）ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバ／システム、およびＰＲＯＤＵＣＥＲ（商標）Ｃｅｌｅｒａ（商標）ＰＥＣＶＤなどのＰＲＯＤＵＣＥＲ（商標）ＰＥＣＶＤチャンバ／システムが含まれる。
【００４２】
[0049]本発明の例示的な方法と共に使用することができる基板処理システムの例には、２００６年５月３０日に出願された“ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＧＡＰＦＩＬＬ”と題する、同一出願人によるＬｕｂｏｍｉｒｓｋｙらの米国仮特許出願第６０８０３４９９号に示され記載されている基板処理システムを含めることができ、この出願の内容全体が参照によりあらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。追加の例示的なシステムには、米国特許第６，３８７，２０７号および第６，８３０，６２４号に示され記載されている基板処理システムを含めることができ、これらの特許もまた参照によりあらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。
【００４３】
[0050]ここで図３Ａを参照すると、チャンバ壁１５ａとチャンバふたアセンブリ１５ｂとを含む真空またはプロセスチャンバ１５を有するＣＶＤシステムの１０の縦断面図が示してある。ＣＶＤシステム１０は、プロセスチャンバ１５内の中央に置かれた加熱されたペデスタル１２上に載せられた基板（図示せず）にプロセスガスを散布するためのガス分配マニホルド１１を含む。ガス分配マニホルド１１は、容量性プラズマを形成するための電極として働くように導電性材料から形成することができる。加工中、基板（たとえば、半導体ウエハ）は、ペデスタル１２の平坦な（または、わずかに凸状の）表面１２ａ上に位置する。ペデスタル１２は、下側のローディング／オフローディング位置（図３Ａに示す）と、マニホルド１１に近く隣接している上側の加工位置（図３Ａ中の破線１４で示される）との間を制御可能に移動させることができる。センターボード（図示せず）は、ウエハの位置に関する情報を提供するためのセンサを含む。
【００４４】
[0051]堆積およびキャリアガスは、従来の平坦で円形のガス分配面板１３ａの穿孔１３ｂを通してチャンバ１５へと導入される。より具体的には、堆積プロセスガスは、入口マニホルド１１を通り、従来の穿孔遮断プレート４２を通り、その後ガス分配面板１３ａの孔１３ｂを通ってチャンバへと流れる。
【００４５】
[0052]マニホルド１１に到達する前に、堆積およびキャリアガスはガス源７からガス供給ライン８を通って混合システム９へと入力され、混合システム９ではこれらのガスが混ぜ合わされ、その後マニホルド１１へと送られる。一般に、各プロセス用の供給ラインは、（i）チャンバへのプロセスガスの流れを自動または手動で遮断するために使用することができるいくつかの安全遮断弁（図示せず）と、（ii）供給ラインを通るガスの流れを測定するマスフローコントローラ（同様に図示せず）とを含む。有毒ガスをプロセスで使用する場合には、従来の構成における各ガス供給ライン上にいくつかの安全遮断弁を位置決めする。
【００４６】
[0053]ＣＶＤシステム１０内で行う堆積プロセスは、熱プロセスであっても、またはプラズマ促進プロセスであってもよい。プラズマ促進プロセスにおいては、プロセスガス混合物が励起されて面板１３ａとペデスタル１２との間の円筒領域（この領域は本明細書中で「反応領域」と称される）内にプラズマが形成されるように、ＲＦ電源４４がガス分配面板１３ａとペデスタル１２との間に電力を供給する。プラズマの成分が反応して、ペデスタル１２に支持されている半導体ウエハの表面上に所望の被膜を堆積させる。ＲＦ電源４４は、真空チャンバ１５に導入される反応種の分解を高めるよう、高いＲＦ周波数（ＲＦ１）１３．５６ＭＨｚおよび低いＲＦ周波数（ＲＦ２）３６０ＫＨｚの電力を通常供給する混合周波数ＲＦ電源である。熱プロセスにおいては、ＲＦ電源４４を利用することはせず、プロセスガス混合物が熱反応して、反応物に熱エネルギーを提供するように抵抗加熱したペデスタル１２に支持されている半導体ウエハの表面上に、所望の被膜を堆積させる。
【００４７】
[0054]プラズマ促進堆積プロセス中、プラズマは、排気通路２３および遮断弁２４を取り囲むチャンバ本体１５ａの壁を含めたプロセスチャンバ１０全体を加熱する。熱堆積プロセス時または熱堆積プロセス中にプラズマが変化しない場合、チャンバを高温で維持するためにプロセスチャンバ１５の壁１５ａを通して高温液体を循環させる。チャンバ壁１５ａの残りにおける通路は図示されていない。チャンバ壁１５ａを加熱するために使用する液体には典型的な液体、すなわち、水性エチレングリコールまたは油性熱伝達液体（ｏｉｌ−ｂａｓｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｌｉｑｕｉｄｓ）が含まれる。この加熱（「熱交換」による加熱と称される）により、望ましくない反応生成物の凝縮が有益に低減または排除されると共に、冷却真空通路の壁上で凝縮しガス流のない間にプロセスチャンバへと逆に移動するならばプロセスを汚染することがあるプロセスガスの揮発性生成物および他の汚染物質の排除が改善される。
【００４８】
[0055]反応副生成物を含めた、層内に堆積されないガス混合物の残りは、真空ポンプ（図示しない）によってチャンバ１５から排気される。具体的には、これらのガスは、反応領域を取り囲む環状スロット形状のオリフィス１６を通って環状排気プレナム１７へと排気される。環状スロット１６およびプレナム１７は、チャンバの円筒形側壁１５ａ（壁上の上側誘電体ライニング１９を含める）の上面と環状チャンバふた２０の底面との間のギャップによって画成される。スロット状オリフィス１６およびプレナム１７の３６０度の円対称性（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｓｙｍｍｅｔｒｙ）および均一性が、ウエハ上に均一な被膜を堆積させるためにウエハにわたる均一なプロセスガス流の実現にとって重要である。
【００４９】
[0056]排気プレナム１７から、ガスは排気プレナム１７の側方延長部２１直下を流れ、ビューイングポート（図示せず）を経て、下方に延在するガス流路２３を通って流れ、真空遮断弁２４（この本体は下側チャンバ壁１５ａと一体である）を経て、フォアライン（ｆｏｒｅｌｉｎｅ）（図示せず）を介して外部真空ポンプ（同様に図示せず）に接続する排気出口２５へと流れる。
【００５０】
[0057]ペデスタル１２のウエハ支持皿（好ましくはアルミニウム、セラミックまたはこれらの組合せ）は、平行な同心円状に完全に２巻きするように構成された単ループ埋設加熱要素を用いて抵抗加熱する。この加熱要素の外側部分は支持皿の周囲に隣接して延びているが、内側部分は半径がより小さい同心円の軌道上に延びている。加熱要素への配線は、ペデスタル１２の茎部を貫通する。
【００５１】
[0058]通常、チャンバライニング、ガス入口マニホルド面板およびその他種々のリアクタハードウエアのいずれかまたはすべてが、アルミニウム、陽極処理アルミニウムまたはセラミックなどの材料から作製される。このようなＣＶＤ装置の一例は、Ｚｈａｏらに対して発行された「ＣＶＤ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃｈａｍｂｅｒ」と題する同一出願人による米国特許第５,５５８,７１７号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００５２】
[0059]リフト機構およびモータ３２（図３Ａ）は、ウエハがロボットブレード（図示せず）によりチャンバ１０の側面にある挿入／取外し開口２６を介してチャンバ１５の本体内部に、また本体から移送される際に、ヒーターペデスタルアセンブリ１２とそのウエハリフトピン１２ｂを昇降させる。モータ３２は、処理位置１４と下方のウエハローディング位置との間でペデスタル１２を昇降させる。モータ３２、供給ライン８に接続された弁もしくは流量コントローラ、ガス分配システム、スロットル弁、ＲＦ電源４４、ならびにチャンバおよび基板加熱システムは、システムコントローラ３４によって、一部のみが図示されている制御ライン３６を通して制御される。コントローラ３４は、光学センサからのフィードバックを利用して、スロットル弁やサセプタなどの可動式機械的アセンブリの位置を決定し、機械的アセンブリは、コントローラ３４の制御下で適切なモータによって移動される。
【００５３】
[0060]例示的な実施形態において、システムコントローラはハードディスクドライブ（メモリ３８）、フロッピーディスクドライブおよびプロセッサ３７を含んでいる。プロセッサは、シングルボードコンピュータ(ＳＢＣ)、アナログ／デジタル入出力ボード、インターフェースボードおよびステップモータコントローラボードを含む。ＣＶＤシステム１０の種々の部品が、ボード、カードケージ、コネクタ寸法および形式を規定するヴァーサ・モジュラー・ヨーロッパ（ＶＭＥ＝Ｖｅｒｓａ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ）標準に準拠している。また、このＶＭＥ標準は、バス構造を１６ビットデータバスおよび２４ビットアドレスバスを有するものとして規定義している。
【００５４】
[0061]システムコントローラ３４はこのＣＶＤ機の動作全てを制御する。システムコントローラ３４は、メモリ３８などコンピュータが読み取り可能な媒体に格納されているコンピュータプログラムであるシステム制御ソフトウエアを実行する。好ましくは、メモリ３８はハードディスクドライブであるが、メモリは他の種類のメモリであってもよい。コンピュータプログラムは、特定のプロセスのタイミング、ガス混合物、チャンバ圧力、チャンバの温度、ＲＦ電力レベル，ペデスタル位置，およびその他の諸パラメータを指示する命令集合を含む。たとえばフロッピーディスクまたは他の別の適当なドライブを含めた他のメモリデバイスに格納されている他のコンピュータプログラムを使用して、コントローラ３４を作動させることもできる。
【００５５】
[0062]基板上に被膜を堆積させるためのプロセスまたはチャンバ１５を洗浄するためのプロセスは、コントローラ３４により実行されるコンピュータプログラム製品を用いて実施することができる。コンピュータプログラムコードは、従来のコンピュータで読み取り可能な任意のプログラミング言語、たとえば、６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートランまたは他の言語でも書くことができる。好適なプログラムコードが、従来のテキストエディタを用いて、単一ファイルまたは複数のファイルに入力され、コンピュータのメモリシステムなどコンピュータが使用可能な媒体に格納されるまたは具体化される。入力されたコードテキストが高レベル言語である場合には、そのコードはコンパイルされ、結果として生じるコンパイラコードはその後、プリコンパイルされたＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ライブラリルーチンの目的コードとリンクされる。リンクされ、コンパイルされた目的コードを実行するために、システムユーザは目的コードを呼び出し、コンピュータシステムにそのコードをメモリにロードさせる。次いで、ＣＰＵがこのコードを読み取り実行して、プログラム中で特定されるタスクを実行する。
【００５６】
[0063]ユーザとコントローラ３４との間のインターフェースは、1つまたは複数のチャンバを含むことができる基板処理システムにおけるシステムモニタおよびＣＶＤシステム１０の簡略ダイアグラムである図３Ｂに示されるＣＲＴモニタ５０ａおよびライトペン５０ｂによるものである。この好ましい実施形態においては、２台のモニタ５０ａを使用し、1台はオペレータ用にクリーンルームの壁面に、もう1台は保守技術者用に壁面の後ろに取り付ける。これらのモニタ５０ａは同じ情報を同時に表示するが、ライトペン５０ｂは1本しか使用可能とならない。ライトペン５０ｂの先端にある光センサは、ＣＲＴディスプレイにより放出される光を検知する。特定の画面または機能を選ぶためには、オペレータはディスプレイ画面の指定された領域をタッチし、ペン５０ｂ上のボタンを押す。タッチされた領域がその強調表示された色を変える、あるいは新しいメニュまたは画面が表示され、ライトペンとディスプレイ画面との間の通信が確認される。キーボード、マウス、他の位置決めまたは通信デバイスなど他のデバイスを、ライトペン５０ｂの代わりにまたはライトペン５０ｂに加えて使用して、ユーザがコントローラ３４と通信することを可能にすることができる。
【００５７】
[0064]図３Ａは、ガス分配前面板１３ａおよびガス分配マニホルド１１を含むプロセスチャンバ１５のふたアセンブリ１５ｂに取り付けられた遠隔プラズマ発生器６０を示す。取付けアダプタ６４により、図３Ａで最も良くわかるように、遠隔プラズマ発生器６０をふたアセンブリ１５ｂ上に取り付けられている。アダプタ６４は通常金属で作製される。混合デバイス７０は、ガス分配マニホルド１１(図３Ａ)の上流側に連結されている。混合デバイス７０は、プロセスガスを混合するために混合ブロックのスロット７４の内側に配置された混合インサート７２を含む。セラミック絶縁体６６が、取付けアダプタ６４と混合デバイス７０（図６Ａ）との間に設置されている。セラミック絶縁体６６は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）（純度９９％）、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）などのセラミック材料で作製することができる。取り付けると、混合デバイス７０およびセラミック絶縁体６６は、ふたアセンブリ１５ｂの一部分を形成する。絶縁体６６は、混合デバイス７０およびガス分配マニホルド１１から金属アダプタ６４を絶縁して、以下により詳細に説明するとおり、二次プラズマがふたアセンブリ１５ｂ中に形成される可能性を最小限に抑える。三方バルブ７７が、プロセスガスのプロセスチャンバ１５への流れを直接または遠隔プラズマ発生器６０を通して制御する。
【００５８】
[0065]遠隔プラズマ発生器６０は、望ましくは、ふたアセンブリ１５ｂに便利に取り付けることができ、また費用および時間のかかる修正を伴わずに容易に改造し既存のチャンバに取り付けることができる小型の内蔵式ユニットである。１つの適切なユニットは、マサチューセッツ州ウォバーンのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能なＡＳＴＲＯＮ（登録商標）発生器である。ＡＳＴＲＯＮ（登録商標）発生器は、プロセスガスを分離するために低領域のトロイドプラズマを利用する。一例において、このプラズマは、ＮＦ３などのフッ素含有ガスおよびアルゴンなどのキャリアガスを含むプロセスガスを分離して、プロセスチャンバ１５の膜堆積を洗浄するために使用する遊離したフッ素を生成する。
【００５９】
例示的なエッチングシステム
[0066]エッチングプロセスを実施することができるエッチングシステムには、たとえば、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳｉＣｏｎｉ（商標）Ｐｒｅｃｌｅａｎチャンバ／システムを含めることができる。
【００６０】
[0067]図４は、例示的なエッチングシステムの概略断面図である。エッチングチャンバ４００は、チャンバ壁４３０を含むことができる。エッチングチャンバ４００は、プロセスチャンバペデスタル内の中央に置かれたペデスタル４２０上に載せられた基板１００にプロセスプラズマ４１５を分配するための、チューブ、パイプおよび／またはマニホルドなどのプラズマ分配装置４１０を含むことができる。エッチングチャンバ４００は、プラズマ分配装置４１０を介してプラズマ発生器４０５に結合することができる。プラズマ発生器４０５は、プラズマ４１５を生成するように構成される。基板１００は、ピン４４０によってシャワーヘッド４５０近くまで下側位置と上側位置との間で制御可能に移動させることができる。基板１００には、その上に特徴部１０１および誘電体層１２５（図１Ｂに示す）を形成することができる。
【００６１】
[0068]一部の実施形態においては、プラズマ分配装置４１０が、たとえば、図２Ａまたは図２Ｂと併せてそれぞれ上で説明したステップ２１０または２５０によって生成されたプラズマ４１５を、加工チャンバ４００へと導入することができる。一部の実施形態においては、エッチングプラズマ４１５用供給ラインが、（i）チャンバへのプロセスプラズマの流れを自動または手動で遮断するために使用することができるいくつかの安全遮断弁（図示せず）と、（ii）供給ラインを通るプラズマ４１５の流れを測定するマスフローコントローラ（同様に図示せず）とを含むことができる。
【００６２】
[0069]再び図４を参照すると、チャンバ壁４３０は、その上のエッチャントおよび／または副生成物の凝縮を実質的に抑制する温度を有することができる。一部の実施形態においては、ペデスタル４２０は、基板１００の表面上にエッチャントを凝縮させる、すなわち、基板１００の上に誘電体層１２５を凝縮するために、−約１００℃〜約１，０００℃の所望の温度を提供するように動作可能となることができる。その後エッチャントが、図２Ａまたは図２Ｂと併せて上で説明した副生成物を生成するように、基板１００の上に形成された誘電体層１２５と望ましくは相互反応することができる。副生成物の生成後、ピン４４０により基板１００を持ち上げてシャワーヘッド４５０に近づけることができる。シャワーヘッド４５０は、−約１，０００℃〜−約５０℃のプロセス温度を提供するように動作可能となることができる。一部の実施形態においては、副生成物を分解および／または昇華させて誘電体層１２５の一部分を取り除くために、シャワーヘッド４５０が、図２Ａまたは図２Ｂと併せてそれぞれ上で説明したステップ２３０または２７０を実行することができる。
【００６３】
[0070]再び図４を参照すると、望ましくは副生成物および／または分解ガスを取り除くように、エッチングチャンバ４００内に少なくとも１つのポンピングチャネル４６０を構成することができる。ポンピングチャネル４６０は、望ましくは副生成物を取り除くことができるように、たとえば、ポンプまたはモータに結合することができる。一部の実施形態においては、ポンピングチャネル４６０が、少なくとも１つのアパーチャー（図示せず）を有することができ、そこを通して望ましくは副生成物を取り除くことができる。
【００６４】
[0071]一部の実施形態においては、フッ素含有前駆体および水素含有前駆体を含むプロセスガスを励起してプラズマ４１５を形成するために、ＲＦ電源（図示せず）をプラズマ発生器４０５に結合することができる。このＲＦ電源は、約５ワット〜約３，０００ワットのＲＦ電力を提供するように動作可能となることができる。このＲＦ電源は、約１００ｋＨｚ〜約６４ＭＨｚのＲＦ周波数で電力を供給することができる。
【００６５】
[0072]システムコントローラ（図示せず）が、このエッチングシステムの動作すべてを制御することができる。このシステムコントローラは、メモリなどコンピュータが読み取り可能な媒体に格納されているコンピュータプログラムであるコンピュータシステム制御ソフトウエアを実行する。一部の実施形態においては、メモリがハードディスクドライブであるが、メモリは他の種類のメモリであってもよい。コンピュータプログラムは、特定のプロセスのタイミング、ガス混合物、チャンバ圧力、チャンバ温度および他の諸パラメータを指示する命令集合を含む。たとえばフロッピーディスクまたは他の別の適当なドライブを含めた他のメモリデバイスに格納されている他のコンピュータプログラムを使用して、コントローラを作動させることもできる。
【００６６】
[0073]基板の上の被膜の一部分をエッチングするためのプロセスは、上述のコントローラによって実行されるコンピュータプログラム製品を用いて実施することができる。コンピュータプログラムコードは、従来のコンピュータで読み取り可能な任意のプログラミング言語、たとえば、６８０００アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートランまたは他の言語でも書くことができる。好適なプログラムコードが、従来のテキストエディタを用いて、単一ファイルまたは複数のファイルに入力され、コンピュータのメモリシステムなどコンピュータが使用可能な媒体に格納されるまたは具体化される。入力されたコードテキストが高レベル言語である場合には、そのコードはコンパイルされ、結果として生じるコンパイラコードはその後、プリコンパイルされたＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ライブラリルーチンの目的コードとリンクされる。リンクされ、コンパイルされた目的コードを実行するために、システムユーザは目的コードを呼び出し、コンピュータシステムにそのコードをメモリにロードさせる。次いで、ＣＰＵがこのコードを読み取り実行して、プログラム中で特定されるタスクを実行する。
【００６７】
[0074]いくつかの実施形態について説明してきたが、様々な変更形態、代替構成および均等物を、本発明の精神から逸脱することなく使用することができることが当業者には理解されよう。加えて、本発明を不必要にあいまいにすることを回避するために、多くの周知のプロセスおよび要素については記載していない。したがって、上記説明を、本発明の範囲を限定するものとして取り入れるべきではない。
【００６８】
[0075]ある範囲の値が提供されている場合、その範囲の上限と下限との間にある下限の単位の１０分の１までの各介在値も、文脈上他の意味を明らかに示している場合を除き、具体的に開示されていると理解される。ある記載範囲内の任意の記載値または介在値と、その記載範囲内の他の任意の記載値または介在値との間のより狭い各範囲が包含される。これらのより狭い範囲の上限および下限は、範囲に独立に含まれることも、または除外されたることもある。また、いずれかの限度がより狭い範囲に含まれる、いずれの限度もより狭い範囲に含まれない、または両方の限度がより狭い範囲に含まれる各範囲も、記載範囲における任意の特異的に除外される限度に従って本発明に包含される。記載範囲が限度の一方または両方を含む場合は、その含まれる限度のいずれかまたは両方を除く範囲も含まれる。
【００６９】
[0076]本明細書中で、また添付の特許請求の範囲で使用する単数形「１つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上他の意味を明らかに示している場合を除き複数の対象を含む。したがって、たとえば、「１つの方法（ａ  ｍｅｔｈｏｄ）」の言及はこのような方法を複数含み、「その前駆体（ｔｈｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」の言及は１つまたは複数の前駆体、および当技術分野において当業者には公知のそれらの均等物等の言及を含む。
【００７０】
[0077]また、本明細書中および添付の特許請求の範囲で使用する場合の単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、記載の特徴部、整数、構成要素またはステップの存在を特定するものであるが、１つまたは複数の他の特徴部、整数、構成要素、ステップ、作用または群の存在または追加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】２つのトランジスタゲート間に例示的な誘電体材料を充填するための例示的なプロセスを示す概略断面図である。
【図１Ｂ】２つのトランジスタゲート間に例示的な誘電体材料を充填するための例示的なプロセスを示す概略断面図である。
【図１Ｃ】２つのトランジスタゲート間に例示的な誘電体材料を充填するための例示的なプロセスを示す概略断面図である。
【図１Ｄ】２つのトランジスタゲート間に例示的な誘電体材料を充填するための例示的なプロセスを示す概略断面図である。
【図１Ｅ】例示的なトランジスタの上に形成された例示的な誘電体構造の概略断面図である。
【図２Ａ】窒素含有誘電体層の一部分を取り除くための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図２Ｂ】窒素含有誘電体層の一部分を取り除くための別の例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図３Ａ】例示的な薄膜堆積システムの縦断面図である。
【図３Ｂ】薄膜堆積システムの例示的なシステムモニタ／コントラーラ構成部品の簡略図である。
【図４】例示的なエッチングシステムの概略断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ＣＶＤシステム、１１…ガス分配マニホルド１１、１２…ペデスタル、１３ａ…ガス分配面板、１５…真空／プロセスチャンバ、１５ｂ…ふたアセンブリ、１７…環状排気プレナム、２１…側方延長部、２３…排気通路、２４…真空遮断弁、２５…排気出口、３４…コントローラ、５０ａ…ＣＲＴモニタ、５０ｂ…ライトペン、１００…基板、６０…遠隔プラズマ発生器、６４…取付けアダプタ、６６…セラミック絶縁体、７０…混合デバイス、７２…混合インサート、７４…スロット、７７…三方バルブ、１０１…特徴部、４４…ＲＦ電源、１０５…ゲート誘電体層、１１０…トランジスタゲート、１１３…酸化物層、１１５…窒化物層、１１７…酸化物層、１２０…コンタクト領域、１２５…誘電体層、１２６…隅部、１２７…底部領域、１３０…エッチングプロセス、１３５…誘電体層、２００…基板、４００…エッチングチャンバ、４０５…プラズマ発生器、４１０…プラズマ分配装置、４１５…プロセスプラズマ、４３０…チャンバ壁、４４０…ピン、４５０…シャワーヘッド、４６０…ポンピングチャネル。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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